最火运输包装件冲击管理模型的建立及分析上

运输包装件冲击管理模型的建立及分析(上)

分析了包装件在流通环境中的冲击特性，建立了运输包装件冲击管理模型。运用该模型能够预先分析和评价包装件在装卸及运输过程中发生破损的程度及其产生原因，有利于改进包装方法和优化设计方案，减少和避免冲击负载在流通过程中对产品造成的破损.

产品在运输过程中经常发生破损，有的是不可避免的，如自然性灾害所造成的破损，约占２０％～２５％；有的通过包装措施是可以避免的，如气候环境、运输负载等所造成的破损，约占７５％～８０％，其中运输负载破损占总破损的４０％左右。包装件在运输、装卸、储存等流通过程中要受到各种各样的负载作用，既包括静力学负载与动力学负载，也包括多种生物及环境气候的作用与影响。而力学负载中对包装件内装物品损坏最严重的是冲击和振动负载。为了避免或减少冲击负载在流通过程中对产品的破损，既要选择合理的保护产品的包装方法，又要考虑包装成本和环境保护问题。要达到此目的，就有必要对流通过程中的冲击负载进行综合分析，建立一个相应的管理模型，以便正确评价冲击负载对包装件内装物品所产生的影响和破损程度，从而采取相应的保护措施。

１ 流通环境的冲击特性

冲击指物体在很短时间内发生很大的速度变化或进行突然的能量转换。包装件在发生冲击时，将承受很大的外力或产生很大的加速度，它会使内装产品变形甚至破裂或失效，如产品外壳破伤、脆性断裂、零件变形等。而装卸作业中的跌落事故，是最常见的垂直冲击形式。在分析研究包装件承受垂直冲击作用时，常用质量弹簧模型来简化缓冲包装系统。当质量为m的产品从h高处落下，产品与外包装箱之间的缓冲垫因受冲击而压缩变形（最大变以用于后期的设计优化参考形量为Xm），按照能量转换定律，包装件跌落前的势能（忽略外包装箱重量的影响）将转换为衬垫的变形能，即

由于Xm＜＜h，上式可简化为

式中p为产品作用于缓冲衬垫的动压力（对于线性缓冲材料p＝kx）。在同样大小的反力作用下，产品产生的加速度a＝p/m，代入公式并解方程可得

a＝（２h/Xm）g （３）由于２h＞＞Xm，可见产品的加速度是重力加速度的若干倍，以G表示倍数，则有

a＝Gg （４）其中 G＝２h/Xm （５）

在运输包装中，通常用G值表示产品承受加速度的大小。当冲击达到某一程度，冲击力将超过产品的极限而导致破损，因此将G值定义为产品的脆值（或易损度）。G值越小，产品越需缓冲包装；G值越大，保护胶粘剂、涂料：粘合剂胶粘剂、复合胶、增强剂、淀粉粘合剂、封口胶、乳胶、树脂、不干胶;要求越低。

从式（５）可以看出，跌落高度牎越大，产生于包装件内装产品上的加速度就越大，即受到的冲击负载就越大。因此也可用跌落冲击高度来描述包装产品承受冲击的情况。如图１所示为包装件重量在１６～３６０ｋｇ之间时，跌落概率P（h）与跌落高度h的关系曲线（纵坐标为跌落概率，横坐标为跌落高度）。由图可以看出，包装产品越重，跌落机会就越少，而对于同一重量的产品，大负载强度比小负载强度的跌落机会少。

2 冲击管理模型的建立与分析

2.1安全水平

结合上述分析，为了便于建立冲击模型，我们将图１中的跌落负载强度分为三个图片来源: wageningen等级，即９９．９％、９９％和９０％，相应的安全水平分别用ＳＬⅠ、ＳＬⅡ和ＳＬⅢ表示。安全水平ＳＬ表示包装件在流通过程中的安全程度。如图１、表１所示，负载强度增加，包装件所发生跌落的概率降低，安全程度也相应增加。负载强度越高，安全水平就越好。

同样，装卸中的冲击负载也有相应的等级，所分等级在运输包装设计与开发中作为包装措施的前提。流通过程中的安全水平取决于所运输产品的特性、企业生产与销售的环境条件等，我国原本的1997版标准也应改变并与国际接轨如一般医疗器械、测试仪器取ＳＬⅠ，电视机、计算机等取ＳＬⅡ，而工具、机器设备等取ＳＬⅢ。

(待续)